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ChemDraw在化学中的应用(文末附2022最新版本安装包)

发布时间:2022-10-14 09:42:22人气:1624

  ChemDraw软件是目前国内外最流行、最受欢迎的化学绘图软件。它是ChemBioOffice核心工具之一,是一款专业的化学结构绘制工具,它是为辅助专业学科工作者及相关科技人员的交流活动和研究开发工作而设计的。

  除此之外,ChemDraw还是世界上使用最多的大型软件包ChemOffice中的一个组件,其它两个组件为Chem3D和ChemFinder,其最新版本是ChemDrawPro8.0、Chem3DUltra8.0、ChemFinderUltra8.0。

  软件背景

  ChemDraw在国内应用前景广阔,适用于各院校化学教师、本科生、硕士生、博士科研部门的化学工作者、工厂企业化学技术人员及化学界相关的其他各类人士。对于日常涉及化学结构的化学工作者来说是极其有用的必备工具。

  它给出了直观的图形界面,开创了大量的变化功能,只要稍加实践,便会很容易地绘制出高质量的化学结构图形。

  近年来,ChemDraw由于内嵌了许多国际权威期刊的文件格式,成为了化学界出版物、稿件、报告、CAI软件等领域绘制结构图的标准。

  而ChemDraw在化学中的应用尤为广泛,接下来小编介绍ChemDraw在化学中应用的场景。

  有机化学是一门研究有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律的科学,在教学中涉及较多的分子结构、化学反应和抽象理论。近年来随着多媒体技术的迅速发展,多媒体技术越来越多地应用在教学中。利用多媒体教学,文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息组合起来,学生可以在课堂上获得更多的信息,抽象的理论也变得更为直观,充分调动学生的学习积极性。结合有机化学的教学特点,本文介绍如何应用ChemDraw来绘制分子结构、化学反应式和实验装置的方法,将在有机化学的教学中提供一定的帮助,进一步提高多媒体教学的成果。


  1、ChemDraw在制作化学课件应用中的实例1.1绘制分子结构图形

  ChemDraw存贮了大量的分子结构图形,有些化合物可以直接输入化合物的俗名

  即可获得其相应的结构。如绘制杀鼠灵(warfarin)和色氨酸(tryptophan)的分子结构时,只需在

  ChemDraw的绘图区域中输入warfarin和tryptophan,然后在structure.菜单中选择convertnametostructure(根据命名创建结构),即得该化合物的结构。对于已经绘制出的化合物,只要选定化合物的结构,在structure菜单中选择convertstructuretoname(根据结构创建命名)左键单击,即得该化合物的系统命名(见图1)。

  对一个有机物也可以通过绘制其化学结构。阿司匹林(Aspirin),化学学名乙酰水杨酸

  (acetylsalicylicacid),为白色结晶或结晶性粉末,是常用的解热镇痛药物,由水杨酸与酸酐经酰化制得。阿司匹林的结构式如图1

  绘制方法:先用鼠标单击工具图标板最下端的Benzene(苯环)工具,在绘图区中适当位置,单击鼠标左键,在窗口将出现一个苯环;选择SolidBond(单键)工具和MultipleBonds(多重键)工具,在连接点上拉出单键和双键;然后将鼠标移到应该出现羟基或氧原子的位置,出现连接点后,单击键盘上的O键,即可绘制出阿司匹林分子结构式,如图2

阿司匹林的结构式..png  


阿司匹林结构式.png

  成了阿司匹林结构式的主要工作,但还有一点重要的工作要做,即手工绘制时,化学键角难以精确掌握,且拖拉化学键或连接点过程中难免造成键长的变化和图形的扭曲,因此需要对图形进行整理。除可以通过拖动连接点的方法进行整理外,ChemDraw提供了更精确和更有效率的方法:单击选取框工具,选中结构式,执行[Structure]/[Clean Up Structure]菜单,自动整理图形,得到图1所示的阿司匹林结构式。


  1.2绘制化学反应式

  制备乙酰水杨酸,最常用的方法是将水杨酸与乙酐作用,生成乙酰水杨酸。反应方程式如图3所示

  1.3原子轨,道、分子轨道和电子云图结构图的绘制

  原子轨道、分子轨道和电子云图在结构化学的教学过程中,不可避免的要涉及到原子轨道、分子轨道和电子云图的绘制,手工绘制不仅费时费力,而且效果欠佳。ChemDraw提供了s轨道、p-轨道、d-轨道和dz2轨道的模板图形,用轨道模板绘制轨道图非常方便。如要绘制轨道图,只需选择轨道工具(Orbitaltool)面板中的相应轨道,在需要添加原子的位置单击即可,如图2所示

  1.3绘制实验装置

  ChemDraw可以用磨口玻璃仪器接插件迅速搭建化学反应装置。下面我们搭建一个简单的蒸馏装置。执行[View]/[OtherToolbars]/(Clipware,part1)

  菜单命令,将Clipware,part1模板窗口打开;在Clipware,part1和Clipware,part2中依次选择合适的铁架台、铁夹、加热器、单口烧瓶、蒸馏头、温度计、直形冷凝管、接收器等模板,并将其绘制出来。将玻璃仪器在磨口处拼接好。安装完成的简单蒸馏装置如图4所示。如果器件前后排列的次序不对,可在器件上击右键,在弹出的快捷菜单中选择[Bringtofront]或[sendtoback]命令,将器件提到前面或置于后面,即的所需的装置图。

  1.4核磁共振图谱

  核磁共振图谱ChemDraw还可预测许多化合物的1H-NMR和13C-NMR谱。如要预测阿司匹林(aspirin)的1H-NMR图谱,首先在ChemDraw中绘制出阿司匹林的分子结构,其次选定其分子结构,再在structure菜单中选择Predict1H-NMRShifts,即生成阿司匹林的1H-NMR图谱(见图4)

  2ChemDraw的绘制技巧

  1)流程图。在流程图中,往往需要绘制各种箭头和直线,可以使用ArrowTools(箭头工具)和PenTools(钢笔工具)进行绘制。

  2)键方向的调整。对于使用HashedWedgedBond工具、WedgedBond工具或HollowWedged

  Bond工具绘制出来的不对称键,将鼠标放在键的中间,出现加亮框,单击即可更改键的取向

  3)根据结构得出化合物命名:选中结构式,单击[Structure]/[Convert Structureto Name]菜单命令,即可在结构式下面出现系统命名

  4)根据化合物名称得到结构式:单击[Structure]/[Convert Nameto Structure]菜单命令,在对话框中输入化合物名称或缩写,即可得到相应的结构

  5)ChemDraw可以检查绘制的结构式是否有问题。选中结构式后,执行[Structure]/[Check Structure]菜单命令,ChemDraw就会将一个红色方框罩在有问题的原子或官能团上,便于检查。

  3将绘制的分子结构式、反应式、反应机理、实验装置等进行保存和输出

  4结语

  利用ChemDraw软件绘制出的分子结构、反应式等以图形格式保存,不会受其他内容的变化的影响。同时,Chem-Draw软件应用到有机化学多媒体课件的制作中,会使复杂抽象的有机合成变得生动直观,有助于学生对有关知识的理解和掌握,教学效果更佳,也促进了教育教学思想、教学理念和新教学理论的发展,为探索新的教学模式提供了有益的机会,并且对教学方法的改革有重要的参考价值。

   

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